Eclipses
1.
¿Qué es un eclipse?
Un eclipse es un fenómeno natural, la palabra eclipse procede del griego
y significa “desaparición”, esta palabra es utilizada porque
durante unos instantes la luz que procede de un cuerpo celeste es bloqueada por
otro. Los eclipses aparecen como consecuencia de la
ocultación parcial o total de un cuerpo celeste por otro. Se genera cuando los cuerpos celestes planeta Tierra, Luna y Sol se
alinean en la misma fila y se superponen.
2. Propiedad general
Los eclipses son consecuencia que la luz siempre se propaga en línea
recta. La Luna gira alrededor de la Tierra y la Tierra alrededor del Sol, cada cierto periodo de tiempo, estos cuerpos se
alinean. Al estar alineados, la luz que emite el Sol
sólo alcanza uno de los dos cuerpos y el tercero se queda en sombra. Alrededor de la zona de sombra encontramos la zona de penumbra.
Diferenciamos dos tipos de eclipses: los eclipses de Sol y los eclipses de
Luna.
3. Eclipses de sol
Un eclipse solar es el fenómeno que se produce
cuando la Luna ocultaal Sol desde la perspectiva de la Tierra. Esto sólo
puede pasar durante la luna nueva. Existen cuatro
tipos de eclipse solar
Total: Desde una franja en la superficie de la Tierra, la Luna cubre totalmente
el Sol. Fuera de la banda de totalidad el eclipse es parcial. Se vera un
eclipse total para los observadores situados en la Tierra que se encuentren
dentro del cono de sombra lunar, cuyo diametro maximo sobre la
superficie de nuestro planeta no superara los 270 km.
Parcial: La Luna no cubre por completo el disco solar que aparece como un
creciente.
Semiparcial: La Luna cubre casi por completo al sol pero no llega a conseguir
cubrirlo del
todo.
Anular: La Luna se encuentra en su apogeo (el punto mas lejano a la
Tierra de su órbita) o cerca de él, de tal manera que al pasar
sobre el disco solar su superficie en el cielo no es suficiente como para
llegar a cubrir todo el Sol, dejando un anillo de luz a su alrededor.
4. Eclipses de Luna
Un eclipse lunar es el fenómeno que se produce
bajo unas condiciones especiales. La primera ymas importante, la Luna
debe estar en fase llena. Segunda, el Sol, la Tierra y la Luna han de estar en perfecta línea recta. Si estos dos
factores coinciden, entonces la sombra de la Tierra puede bloquear la luz del Sol para que ésta no ilumine a la Luna. Un eclipse de Luna es mucho mas facil de
observarse desde la Tierra que un eclipse de Sol, ya que la sombra que proyecta
la Tierra sobre la Luna en un eclipse lunar, es enormemente mayor que la sombra
que proyecta la Luna sobre la Tierra en un eclipse solar.
En 1916 el astrónomo alemán Karl Schwarzschild obtuvo la primera solución a
dichas ecuaciones, para el caso particular de un cuerpo masivo que tenga la
forma de una esfera. Esa solución de Schwarzschild se reducía, en primera
aproximación, a la ley de gravitación de Newton y, en segunda aproximación,
predecía efectos casi imperceptibles, pero que hoy en día han sido comprobados
con bastante precisión, entre ellos: la curvatura de los rayos luminosos al
pasar cerca del Sol y el corrimiento del perihelio de los planetas. Aparte de
estos efectos, todos muy importantes, pero que, por falta de espacio, no
podemos examinar con más detalle, la solución de Schwarzschild predecía un
fenómeno curioso: si un cuerpo de masa M tiene toda su masa concentrada dentro
de unaesfera de radio 2Gm/c2, llamado radio de Schwarzschild (G es la constante
de gravitación universal,3 M la masa del cuerpo y c la velocidad de la luz),
entonces ningún cuerpo, ni la luz, ni ningún tipo de información, podría
escaparse desde el interior de esa esfera.
En el lenguaje de la relatividad general se puede decir que el espacio-tiempo
se curva a tal grado que tse cierra sobre sí mismo! Todo lo que está
atrapado en ese pedazo de espacio cerrado nunca podrá salir al mundo exterior.
Un objeto puede entrar en este agujero negro, pero no podrá escaparse de ahí.
La superficie de la esfera cuyo radio es el radio de Schwarzschild, se llama
horizonte de eventos del agujero negro; la luz puede cruzar el horizonte sólo
en un sentido: de afuera hacia adentro, y nunca al revés. Lo que ocurre dentro
del horizonte está eternamente desconectado del exterior, no puede ser visto ni
puede influir sobre el resto del Universo.4
Existe una manera más clásica —en el sentido de la física clásica o
prerrelativista— y más intuitiva de pensar en estos cuerpos, con base en una
idea formulada por Laplace en su libro El sistema del mundo (publicado en
1793). En este libro, Laplace habla de 'cuerpos oscuros' que no dejan
escapar la luz. El razonamiento que llevó a Laplace a ese concepto es bastante
simple. Sabemos por experiencia que un proyectil arrojado verticalmente hacia
arriba alcanza una altura máxima que depende de la velocidad con la que fue
lanzado; mientras mayor sea la velocidad inicial, más alto llegará antes de
iniciarsu caída. Pero si al proyectil se le imprime una velocidad inicial
superior a 11.5 km por segundo, subirá y no volverá a caer, escapándose
definitivamente de la atracción gravitacional terrestre. A esta velocidad
mínima se le llama velocidad de escape y varía de un planeta o estrella a
otros. La velocidad de escape desde la superficie de un cuerpo esférico es
[pic]donde M es la masa del cuerpo, r su radio y G la constante de gravitación
universal. Es fácil ver en la fórmula de arriba que la velocidad de escape de
un cuerpo esférico de masa M será igual a la velocidad de la luz (v = c), si su
radio es: rg = 2GM/c2. Este radio se llama radio gravitacional y es exactamente
igual al radio de Schwarzschild.
Si en la expresión de arriba sustituimos la masa del Sol (2x1033 gramos),
encontramos que su radio gravitacional es de aproximadamente 3 kilómetros. Es
decir, que si toda la masa del Sol estuviese contenida en una esfera de 3
kilómetros de radio, éste sería un agujero negro. Para la Tierra, el radio
gravitacional es de un centímetro, aproximadamente.
En la época de Laplace, estas ideas quedaron como meras lucubraciones,
esencialmente por dos motivos: la primera es que no se sabía si la gravitación
actuaba sobre los rayos luminosos (de hecho, en aquella época, ni siquiera se
sabía qué era la luz). La segunda es que nadie pensaba que pudiesen realmente
existir en la naturaleza cuerpos con semejantes masas y esas dimensiones.
Respecto al primer punto, como ya hemos visto, la TGR predice que la curvatura
delespacio-tiempo —que percibimos como atracción gravitacional— actúa támbién
sobre los rayos luminosos, y este efecto ha sido medido. Respecto al segundo
punto, la astrofísica moderna nos ha dado la respuesta. En particular, la
teoría de la evolución estelar predice que las estrellas altamente masivas se
transforman en agujeros negros al final de sus vidas. Vale la pena hacer aquí
un paréntesis para profundizar un poco sobre este tema.
Una estrella es una enorme esfera de gas incandescente que brilla porque en su
centro se producen reacciones termonucleares, o de fusión nuclear. A la
temperatura de varios millones de grados que existe en el interior de una
estrella, los átomos se hallan totalmente ionizados; es decir, tenemos núcleos
desprovistos de sus électrones. Estos núcleos chocan violentamente entre sí y
llegan a fusionarse. Al principio son los núcleos de hidrógeno —con un protón
en el núcleo— los que se fusionan para formar núcleos de helio. La masa del
núcleo de helio es ligeramente menor a la masa de sus constituy
Debemos saber que la sombra de la Tierra se divide en dos. La umbra es la parte
mas oscura de la sombra, en donde no puede verse ninguna porción del Sol. La penumbra es mas clara que la umbra
porque puede verse una parte del
Sol
Hay tres tipos de eclipses lunares.
Total: Tiene lugar cuando la totalidad de la Luna pasa a través de la
umbra.
Parcial: Tiene lugar cuando parte de la Luna pasa a través de la umbra y
se oscurece.
Prenumbral: Tiene lugar cuando la Luna atraviesa únicamente la zona de
penumbra de la Tierra.
